港大医学院揭两蛋白酶加速新冠病毒入侵 助研究发针对性药物

撰文: 吕颖姗
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新冠肺炎疫情逐渐成为风土病,惟未曾接种疫苗的死亡率仍然不低。港大医学院早前就针对新冠肺炎入侵细胞的途径进行分析,发现细胞膜上的膜型基质金属蛋白酶(MT-MMP)及去整合素金属蛋白酶(ADAM)能够加速新冠病毒SARS-CoV-2入侵细胞。

研究人员因此针对就两种蛋白酶在仓鼠模型进行药物研究,发现在 MMP 抑制剂可以显著降低新冠病毒的肺部病毒载量,且减轻仓鼠肺部组织的损伤,而相比起原始病毒株, 药物在对应Omicron BA.1的效果更好。

主导研究的港大医学院临床医学学院微生物学系临床副教授陈福和表示,今次发现有助了解冠状病毒的入侵机制,对研发针对Omicron变异株的药物非常重要。

新冠肺炎病毒株不断变异,增强感染力。(资料图片)

新冠肺炎疫情持续,全球不少医生及科学家仍研究治疗新冠肺炎药物或疫苗,以减轻其染疫的死亡率,而当中其中一个方向为阻拦新冠病毒入侵细胞。新冠肺炎病毒以往已被证实会利用宿主蛋白酶切割病毒的刺突蛋白而进入体内,惟现时医学界仅得悉蛋白酶TMPRSS2有助切割病毒,宿主还有哪些蛋白酶可以促进新冠肺炎入侵细胞仍然不明。

港中医学院早前就针对此进行研究,通过使用假病毒筛选系统,发现细胞膜上的膜型基质金属蛋白酶(MT-MMP)及去整合素金属蛋白酶(ADAM)能够加速新冠病毒SARS-CoV-2入侵细胞,当中MT-MMP更可切割新冠肺炎的S蛋白及ACE2的受体蛋白,促进病毒与细胞合体,加速新冠肺炎的感染。

MT-MMPs能够切割 SARS-CoV-2 的刺突蛋白及ACE2的受体蛋白,促进刺突蛋白介导的合胞体形成,加速SARS-CoV-2的感染。(港大医学院提供)

研究人员因此针对两种蛋白酶进行体外及体内药物研究,在实验室的细胞模型结果显示,MMP 抑制剂较原来没有用药可以减少病毒在人肺及肠细胞中载量达 96%及和 85% ;至于在仓鼠体内模型药物研究,MMP 抑制剂亦可以显著降低新冠病毒的肺部病毒载量,抑制病毒复制方面的成效甚至比丝氨酸蛋白酶抑制剂(camostat)好,且减轻仓鼠肺部组织的损伤,可见MMP 抑制剂可显著降低新冠肺炎的入侵及复制。

值得留意的是,研究人员在仓鼠模型中发现,相比起原始病毒株, MMP 抑制剂在对应Omicron BA.1的效果更好。港大医学院临床医学学院微生物学系临床副教授陈福和解释,此是因为Omicron BA.1较原始病毒株愈来愈依赖MT-MMP。他又指,现时MMP 抑制剂常用于肿瘤科药的药物,如今次研究亦有考虑使用的抗癌药物prinomastat,惟相关药物病性太强,加上其MMP 抑制剂分量未必太多,故不可直接用于新冠肺炎上,但药厂只要更改少量化学成分则可产出。

他亦指,现时市面上不同的新冠药物,如两种的口服药,都是针对病毒的刺突蛋白作研究,甚少对抑制体内细胞的抑制剂研究,仅有丝氨酸蛋白酶抑制剂(camostat)针对抑制蛋白酶TMPRSS2切割病毒。

陈福和表示,研究有助了解冠状病毒的入侵机制,对于研发针对Omicron变异株的药物非常重要。被问到MMP 抑制剂是否同样有效降低其他新冠病毒,如沙士及中东呼吸综合症等,他则表示仍要多作研究才可得悉。